BR112016003709B1

BR112016003709B1 - parafuso de vedação e sistema de vedação

Info

Publication number: BR112016003709B1
Application number: BR112016003709-0A
Authority: BR
Inventors: Marco Sironi; François LITTMANN
Original assignee: The European Atomic Energy Community (Euratom), Represented By The European Commission; The European Atomic Energy Community (Euratom), Represented By The European Commission.
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2021-01-19
Also published as: IL243723A0; US10468147B2; WO2015024736A1; RU2016110442A; US20160217877A1; JP2016533977A; CA2918958C; BR112016003709A2; CA2918958A1; ES2648600T3; KR102204840B1; JP6310559B2; IL243723B; EP3036746A1; RU2640408C2; EP2840578A1; KR20160045775A; EP3036746B1; LT3036746T

Abstract

PARAFUSO DE VEDAÇÃO E SISTEMA DE VEDAÇÃO. A presente invenção relaciona-se com um parafuso de vedação (2) para vedar uma tampa de recipiente (4) em um corpo de recipiente (6). O parafuso de vedação (2) compreende uma haste de selo (10) montada no corpo de recipiente (6), uma cabeça de selo (8) conectando a tampa de recipiente (4), e um pino (14) conectando a cabeça de selo (8) à haste de selo (10). A tampa de recipiente (4) é conectada ao corpo de recipiente (6) conectando a cabeça de selo (8) à haste de selo (10). De acordo com um aspecto da presente invenção, um cabo de ruptura (30) é alimentado através de uma passagem transversal (24) no pino (14) e arranjado tal que qualquer movimento rotacional ou de translação do pino (14) com relação à cabeça de selo (8) e/ou à haste de selo (10) faça o cabo de ruptura (30) se romper. A invenção também se relaciona com um sistema de vedação para vedar uma tampa de recipiente (4) em um corpo de recipiente (6), o citado sistema de vedação compreendendo uma pluralidade de parafusos de vedação (2), um cabo de conexão arranjado entre os parafusos de vedação (2) e um leitor de fibra ótica (34) arranjado e projetado para detectar a ruptura do cabo de ruptura (30) e/ou do cabo de conexão.(...).

Description

Campo técnico

[001] A presente invenção relaciona-se geralmente com parafusos de vedação, em particular para vedar recipientes nucleares. Tal parafuso de vedação conecta seguramente uma tampa de recipiente a um corpo de recipiente e pode compreender meios para identificar os recipientes individuais. A invenção relaciona-se adicionalmente com um sistema de vedação compreendendo tais parafusos de vedação.

Técnica anterior

[002] Sob algumas circunstâncias, a vedação segura de recipientes é necessária. É de particular importância se tais recipientes contiverem substâncias perigosas, tais como por exemplos materiais físseis. Na maioria dos casos, a tampa do recipiente é conectada ao corpo do recipiente usando pelo menos um parafuso de vedação. O mais frequente tal parafuso de vedação contém alguma espécie de elemento de integridade, que se rompe em caso de violação e dessa forma revela que o recipiente pode ter sido adulterado. Tal elemento de integridade rompível pode ser ocultado em algum lugar dentro do parafuso de vedação, o que torna mais difícil diferenciar entre parafusos de vedação standard e parafusos de vedação com características de segurança adicionais. Dessa forma o número de parafusos de vedação com características de segurança necessários para vedar seguramente um recipiente pode ser reduzido.

[003] Um exemplo de um parafuso de vedação em seu design o mais básico é divulgado em GB-A-2067699. Em uma das configurações da divulgação, a cabeça do selo é conectada a sua haste por um elemento de integridade frangível que se rompe a um dado torque durante o processo de fixação. Entretanto, a cabeça do parafuso não mostra nenhuma evidência que o elemento frangível está rompido e permanece em sua posição inicial em um copo plástico. Se uma tentativa for feita, para remover o parafuso de vedação, girando sua cabeça, o copo plástico é visivelmente danificado, indicando assim adulteração. O problema de tal parafuso é que, uma vez que o elemento frangível está rompido, é difícil remover a haste da junta aparafusada. Entretanto, uma vez que o parafuso de vedação é removido, ele pode ser substituído por um outro parafuso do mesmo tipo sem revelar que o recipiente foi adulterado.

[004] Para aumentar adicionalmente a segurança de parafusos de vedação, um elemento de identificação pode ser ocultado dentro dos parafusos de vedação de modo a revelar se o parafuso de vedação inicial foi substituído por um outro parafuso de vedação do mesmo tipo. Se a identidade do parafuso de vedação for diferente e/ou o elemento de integridade estiver rompido, o dispositivo de vedação e/ou os conteúdos do recipiente podem ter sido adulterados.

[005] A EP 0 658 250 B1 relaciona-se com uma solução para identificar univocamente o parafuso de vedação adicionando dois elementos ultrassônicos ao elemento de segurança rompível. Cada elemento ultrassônico possui um sinal de identificação, sendo que uma sobreposição dos dois sinais de identificação provê um terceiro sinal de identificação. Por comparação dos sinais de identificação a adulteração pode ser revelada.

[006] Mesmo se os parafusos de vedação existentes já vedarem os recipientes muito seguramente, ainda existe uma necessidade de não só melhorar a segurança, mas também reduzir o esforço de manutenção necessário para a vedação segura de tais recipientes.

Problema técnico

[007] É um objetivo da presente invenção prover um parafuso de vedação com características de segurança melhoradas e de esforço de manutenção reduzido, tal como definido na reivindicação 1. É um objetivo adicional da presente invenção prover um sistema de vedação para vedar seguramente recipientes, tal como definido na reivindicação 8.

Descrição geral da invenção

[008] A presente invenção relaciona-se com um parafuso de vedação para vedar uma tampa de recipiente em um corpo de recipiente. O parafuso de vedação compreende uma haste de selo montado no corpo de recipiente, uma cabeça de selo conectando a tampa de recipiente, e um pino conectando a cabeça de selo à haste de selo. A tampa de recipiente é conectada ao corpo de recipiente conectando a cabeça de selo à haste de selo. De acordo com um aspecto da presente invenção, um cabo de ruptura é alimentado através de uma passagem transversal no pino e arranjado tal que qualquer movimento rotacional ou de translação do pino com relação à cabeça de selo e/ou à haste de selo faça o cabo de ruptura se romper. A passagem transversal no pino pode, p.ex., ser configurada como um furo passante ou uma ranhura e o cabo de ruptura preferivelmente é uma fibra ótica.

[009] Assim, qualquer tentativa de remover a cabeça de selo faz o cabo de ruptura se romper. Um cabo de ruptura partido pode ser interpretado como um sinal que o recipiente pode ter sido adulterado. Por outro lado, enquanto o cabo de ruptura permanecer intacto, inspeção mais próxima pode não ser necessária. Isto é de particular importância no caso de se o recipiente estiver disposto em uma área de alto risco, tal como p.ex. uma área irradiada. Se o cabo de ruptura estiver intacto, outras características de segurança podem não necessitar ser checadas.

[0010] A cabeça de selo pode compreender adicionalmente um furo broqueado, preferivelmente na direção axial e uma placa de cabeça. O pino pode ser conectado à placa de cabeça e passar pelo furo broqueado.

[0011] Preferivelmente, o pino compreende uma área de espessura reduzida provendo um ponto fraco fazendo o pino falhar se uma tensão de tração pré-determinada ou uma tensão de cisalhamento pré-determinada do citado pino na citada área de espessura reduzida for alcançada. Tal área de espessura reduzida pode ser arranjada em proximidade à placa de cabeça, fazendo dessa forma o pino se romper próximo à placa de cabeça, deixando o resto do pino intacto.

[0012] A haste de selo pode compreender adicionalmente um elemento de fixação conectando o pino à haste de selo e impedindo a liberação do pino. Tal elemento de fixação provê uma instalação simples da cabeça de selo à haste de selo uma vez que o pino pode deslizar dentro do elemento de fixação aplicando uma força vertical manual à placa de cabeça e subsequentemente ao pino. Depois disso o pino não pode ser liberado sem destruir a integridade do pino.

[0013] Preferivelmente o pino compreende uma porção extrema com formato de cone, reduzindo dessa forma a quantidade de força vertical necessária para deslizar a porção extrema do pino para dentro do elemento de fixação.

[0014] Vantajosamente, a cabeça de selo compreende passagens laterais alinhadas com a passagem transversal do pino. Estas passagens laterais são preferivelmente arranjadas tal que o cabo de ruptura possa ser alimentado através de uma passagem lateral, através da passagem transversal do pino e então através da outra passagem lateral.

[0015] Preferivelmente a passagem do pino está localizada sob a área superficial da tampa do recipiente, eliminando dessa forma a possibilidade de cortar o parafuso de vedação entre os furos de entrada das passagens laterais e a área superficial da tampa do recipiente sem destruir sua integridade.

[0016] O parafuso de vedação pode compreender adicionalmente meios de identificação para verificar a identidade do pino e/ou do parafuso de vedação. Tais meios de identificação podem ser p.ex. elementos ultrassônicos ou etiquetas RFID identificando univocamente o parafuso de vedação, o recipiente e seus conteúdos. Os elementos ultrassônicos podem ser adicionalmente usados para monitorar a integridade do parafuso de vedação.

[0017] De acordo com uma configuração preferida da invenção, pelo menos um conector de fibra ótica é arranjado em uma das duas extremidades do cabo de ruptura.

[0018] A invenção relaciona-se adicionalmente com um sistema de vedação para vedar uma tampa de recipiente em um corpo de recipiente. Tal sistema de vedação compreende uma pluralidade de parafusos de vedação com um cabo de conexão arranjado entre os parafusos de vedação. O cabo de conexão preferivelmente é uma fibra ótica. Um leitor de fibra ótica é arranjado e projetado para detectar a ruptura do cabo de ruptura e/ou cabo de conexão.

[0019] Vantajosamente, o cabo de ruptura e o cabo de conexão são formados integralmente de modo a formar uma única fibra ótica para acoplar oticamente os parafusos de vedação ao leitor de fibra ótica.

[0020] Alternativamente, o cabo de conexão pode ser conectado oticamente ao cabo de ruptura por um conector de fibra ótica para acoplar oticamente os parafusos de vedação ao leitor de fibra ótica. Preferivelmente, o cabo de ruptura tem um conector de fibra ótica em ambas de suas extremidades. Em consequência, substituir um parafuso de vedação em um sistema de vedação, que compreende uma pluralidade de parafusos de vedação, é menos demorado uma vez que o parafuso de vedação pode ser desconectado do cabo de conexão pelos conectores de fibra ótica.

[0021] O leitor de fibra ótica é arranjado e projetado para detectar a ruptura do citado cabo de ruptura e/ou cabo de conexão. Tal leitor de fibra ótica é capaz de monitorar continuamente a integridade do cabo de ruptura e/ou cabo de conexão. Este sistema pode ser de custo reduzido, uma vez que um leitor de fibra ótica é necessário para monitorar os múltiplos parafusos de vedação. Se qualquer um dos parafusos de vedação for adulterado, o cabo de ruptura e/ou cabo de conexão é/são violado(s) e a adulteração é detectada pelo leitor de fibra ótica.

[0022] O sistema de vedação pode compreender adicionalmente meios de comunicação associados com o leitor de fibra ótica, os meios de comunicação sendo arranjados e projetados para transmitir informações de status do cabo de conexão e/ou cabo de ruptura para um local remoto. Portanto uma tentativa de adulteração pode ser imediatamente detectada e transmitida para um local remoto imediatamente com a detecção. A integridade do recipiente pode assim ser monitorada em tempo real a partir de um local remoto. A verificação da continuidade do cabo de conexão e cabo de ruptura é de particular interesse quando o recipiente está disposto em uma área de alto risco, tal como, p.ex., uma área irradiada. Enquanto o cabo de conexão e cabo de ruptura permanecerem intactos, pode ser assumido que o recipiente não foi adulterado. Outras características de segurança, tais como p.ex., meios de identificação ultrassônicos ou características de integridade, podem não necessitar serem checadas na área de alto risco. De fato, estas outras características de segurança podem ser checadas, medidas e registradas no momento de vedação do recipiente. Logo antes do recipiente ser aberto, estas outras características de segurança podem ser checadas novamente. Checagens periódicas entre a vedação e a abertura do recipiente podem, se desejado, ainda ser executadas. Tais checagens periódicas podem, graças à presente invenção, ser executadas em intervalos muito aumentados, evitando desta forma expor pessoal desnecessariamente aos perigos reinantes na área de alto risco.

[0023] Os meios de comunicação podem compreender meios de criptografia para criptografar as informações de status. Qualquer informação enviada a partir do sistema de vedação para o local remoto pode ser executada seguramente, impedindo dessa forma que outros interfiram com a transmissão das informações de status.

Descrição resumida dos desenhos

[0024] Detalhes e vantagens adicionais da presente invenção serão aparentes a partir da descrição detalhada seguinte de várias configurações não limitantes com referência aos desenhos anexos, onde:

[0025] A fig. 1 é uma vista de corte transversal através de um parafuso de vedação montado de acordo com uma configuração da invenção;

[0026] A fig. 2 é uma vista de corte transversal através de um parafuso de vedação violado da fig. 1; e

[0027] A fig. 3 é uma vista esquemática de uma configuração preferida de um sistema de vedação.

Descrição de configurações preferidas

[0028] A fig. 1 ilustra uma configuração preferida de um parafuso de vedação 2 no estado montado, onde o parafuso de vedação 2 está selando uma tampa de recipiente a um corpo de recipiente. O parafuso de vedação 2 compreende uma cabeça de selo 8 e uma haste de selo 10, a última sendo fixamente arranjada no corpo de recipiente 6. A cabeça de selo 8 compreende um furo broqueado 12 arranjado ao longo de um eixo geométrico vertical da cabeça de selo 8. Este furo broqueado 12 é dimensionado e arranjado para receber um pino 14 através dele. O pino 14 é conectado com sua extremidade superior a uma placa de cabeça 16, que é por sua vez conectada à cabeça de selo 8. Em sua extremidade inferior, o pino 14 é conectado à haste de selo 10.

[0029] O pino 14 compreende uma área de espessura reduzida 18 na qual uma ruptura do pino 14 é esperada a ocorrer quando a cabeça de selo 8 for movida em relação à haste de selo 10.

[0030] A extremidade inferior do pino 14 compreende uma ponta com formato de cone 20 projetada para engatar em um elemento de fixação 22 associado com a haste de selo 10. Como mostrado na fig. 1, a ponta com formato de cone 20 é projetada para ser forçada para dentro do elemento de fixação 22. Uma vez engatado no elemento de fixação 22, o pino 14 não mais pode ser removido sem romper o pino 14.

[0031] De acordo com a presente invenção, o parafuso de vedação 2 compreende adicionalmente uma passagem transversal 24 arranjada através do pino 14 e duas passagens laterais 26, 28, que são projetadas para estar em alinhamento com a passagem transversal 24 quando o parafuso de vedação 24 estiver montado. Como cabo de ruptura, uma fibra ótica 30 é alimentada através da primeira passagem lateral 26, da passagem transversal 24 e da segunda passagem lateral 28. Esta fibra ótica 30 é usada para não só verificar a instalação correta do parafuso de vedação 2, mas também a integridade do parafuso de vedação 2.

[0032] Deve ser notado que a configuração mostrada nas figuras compreende uma única fibra ótica 30. Em outras palavras, o cabo de ruptura arranjado dentro do parafuso de vedação e o cabo de conexão arranjado entre parafusos de vedação são formados integralmente entre si. De acordo com uma configuração, não mostrada nas figuras, os cabos de ruptura e conexão podem ser comprimentos separados de fibra ótica que são conectados oticamente entre si por meio de conectores de fibra ótica.

[0033] Como pode ser visto a partir da fig. 2, que mostra o parafuso de vedação 2 da fig. 1 em um estado violado, a remoção da cabeça de selo 8 faz o pino 14 se mover com relação à haste de selo 10. Como a ponta com formato de cone 20 do pino 14 está entretanto firmemente engatada no elemento de fixação 22 da haste de selo 10, o movimento de translação do pino 14 é limitado. O pino 14 é rompido na área de espessura reduzida 18. Consequentemente, a cabeça de selo 8 é permitida a se mover em relação ao pino 14. Com a extração da cabeça de selo 8, o pino rompido 14, que ainda está engatado no elemento de fixação 22 é deixado para trás. Isto faz a passagem transversal 24 do pino 14 ficar desalinhada com as duas passagens laterais 26, 28. Isto, por sua vez, faz a fibra ótica 30 se romper. Como visto na fig. 2 a fibra ótica 30 pode ser rompida em dois lugares e uma porção 30’ da fibra ótica 30 pode ser deixada dentro do pino 14.

[0034] A ruptura da fibra ótica 30 é usada para detectar a abertura do parafuso de vedação 2 pela interrupção de um sinal passando através da fibra ótica 30.

[0035] Deve ser adicionalmente notado que uma ruptura da fibra ótica 30 ocorre não só no caso de um movimento de translação, mas também no caso de um movimento rotacional da cabeça de selo com relação ao pino.

[0036] A cabeça de selo 8 é provida adicionalmente com meios de identificação 32, armazenando uma identidade unívoca do parafuso de vedação 2. Tais meios de identificação 32 podem compreender meios tais como meios de identidade ultrassônicos ou etiquetas RFID.

[0037] No parafuso de vedação 2 instalado, a localização da passagem transversal 24 é preferivelmente em uma região localizada sob a superfície superior da tampa de recipiente , aumentando dessa forma a dificuldade para remover a cabeça de selo 8 da haste de selo 10 sem destruir a integridade da fibra ótica 30. Após montar completamente o parafuso de vedação 2, a cabeça de selo 8 não mais pode ser liberada sem destruir a integridade do pino 14 e da fibra ótica 30.

[0038] Parafusos de vedação adicionais podem ser acrescentados, resultando dessa forma em um sistema de vedação como ilustrado na fig. 3. A fibra ótica 30 é enfiada por múltiplos parafusos de vedação 2, 2.1, 2.2, 2.3, 3.4 e depois disso ambas as extremidades da fibra ótica 30 são alimentadas para um leitor de fibra ótica 34. O leitor de fibra ótica 34 monitora o status da fibra ótica 30. Graças a tal arranjo, é possível monitorar continuamente o status de diferentes parafusos de vedação 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 por um leitor de fibra ótica 34. Além de monitorar o status da fibra ótica 30, o leitor de fibra ótica 34 pode transmitir o status da fibra ótica 30 para um local remoto usando um código de criptografia adequado. Com esta melhoria, a pessoa só necessita entrar na área de risco quando instalando o selo. Todas as checagens adicionais podem ser executadas pela fibra ótica. Se existir uma dúvida na leitura do leitor de fibra ótica, ou se o leitor de fibra ótica indicar que a fibra ótica foi rompida, os status dos parafusos de vedação 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 podem ser checados adicionalmente utilizando os meios de identidade ultrassônicos ou etiquetas RFID. Legenda: 2 parafuso de vedação 8 cabeça de selo 10 haste de selo 12 furo broqueado 14 pino 16 placa de cabeça 18 área de espessura reduzida 20 ponta com formato de cone 22 elemento de fixação 24 passagem transversal 26 primeira passagem lateral 28 segunda passagem lateral 30 fibra ótica 32 meios de identificação 34 leitor de fibra ótica

Claims

1. Parafuso de vedação, para vedar uma tampa de recipiente em um corpo de recipiente, o citado parafuso de vedação compreendendo: - uma cabeça de vedação (8) a ser montada na citada tampa de recipiente; - uma haste de vedação (10) a ser montada no citado corpo de recipiente; - um pino (14) conectando a citada cabeça de vedação (8) à citada haste de vedação (10), caracterizadopelo fato de ter um cabo de ruptura (30) arranjado através de uma passagem transversal (24) no citado pino, sendo que o citado cabo de ruptura (30) é uma fibra ótica, o citado cabo de ruptura (30) sendo arranjado tal que qualquer movimento rotacional ou de translação do citado pino (14) com relação à citada cabeça de vedação (8) e/ou citada haste de vedação (10) faça o citado cabo de ruptura se partir.

2. Parafuso de vedação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de a citada cabeça de vedação (8) compreender um furo broqueado (12) e uma placa de cabeça (16), o citado pino (14) sendo conectado à citada placa de cabeça (16) e passando através do citado furo broqueado (12).

3. Parafuso de vedação, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de o citado pino (14) compreender uma área de espessura reduzida provendo dessa forma um ponto fraco fazendo o citado pino (14) falhar se uma tensão de tração pré-determinada ou uma tensão de cisalhamento pré- determinada do citado pino (14) na citada área de espessura reduzida for alcançada.

4. Parafuso de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de a citada haste de vedação (10) compreender um elemento de fixação (22) para conectar o citado pino (14) à citada haste de vedação (10) e impedir a liberação do citado pino.

5. Parafuso de vedação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o citado pino (14) compreender uma porção extrema com formato de cone, a citada porção extrema com formato de cone engatando o citado elemento de fixação da citada haste de vedação (10).

6. Parafuso de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de a citada cabeça de vedação (8) compreender passagens laterais (26, 28) alinhadas com a citada passagem transversal do citado pino, arranjadas de modo a passar o citado cabo de ruptura através das citadas passagens laterais (26, 28) e da citada passagem transversal.

7. Parafuso de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um meio de identificação, o citado meio de identificação (32) compreendendo um ou mais dos seguintes: - meios de identificação ultrassônicos; - etiqueta RFID.

8. Parafuso de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de o citado cabo de ruptura ter duas extremidades com pelo menos um conector de fibra ótica arranjado em uma extremidade.

9. Sistema de vedação, para vedar uma tampa de recipiente em um corpo de recipiente, dito sistema de vedação caracterizado pelo fato de compreender: - uma pluralidade de parafusos de vedação como identificados em qualquer uma das reivindicações de 1 a 8; - um cabo de conexão arranjado entre os citados parafusos de vedação, sendo que o citado cabo de conexão é uma fibra ótica; - um leitor de fibra ótica (34) arranjado e projetado para detectar a ruptura do citado cabo de ruptura e/ou do citado cabo de conexão.

10. Sistema de vedação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o citado cabo de conexão e o citado cabo de ruptura serem formados integralmente de modo a formar uma única fibra ótica.

11. Sistema de vedação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o citado cabo de conexão ser conectado oticamente ao citado cabo de ruptura por um conector de fibra ótica.

12. Sistema de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 11, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente meios de comunicação associados com o citado leitor de fibra ótica, os citados meios de comunicação sendo arranjados e projetados para transmitir informações de status do citado cabo de ruptura ou cabo de conexão a partir do citado leitor de fibra ótica para um local remoto.

13. Sistema de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 12, caracterizado pelo fato de os citados meios de comunicação adicionais compreenderem meios de criptografia para criptografar as citadas informações de status.